Huidachtige polymere coatings worden aangebracht op de oppervlakken van auto's, schepen en gebouwen om ze te beschermen tegen de externe omgeving. Omdat het moeilijk is vast te stellen of de huidige gebruikte coatings al beschadigd zijn of niet, moeten deze niet-herbruikbare coatings regelmatig worden vervangen, wat leidt tot veel afvalproductie en hoge verwijderingskosten.

Het Korea Institute of Science and Technology (KIST) heeft aangekondigd dat het team van Dr. Tae Ann Kim in het Soft Hybrid Materials Research Center een polymere coating heeft ontwikkeld waarbij het beschadigde gebied van kleur verandert, waardoor onmiddellijke detectie en zelfgenezing bij hoge temperatuur mogelijk zijn.

Bestaande onderzoeken naar schaderapporterende en zelfherstellende polymere coatings omvatten het gebruik van extreem kleine capsules die functionele middelen bevatten. Deze capsules kunnen echter niet opnieuw worden gebruikt voor latere schadedetectie en zelfgenezing als ze gebroken zijn. Het KIST-onderzoeksteam heeft een thermohardend polymeer ontwikkeld dat zijn oorspronkelijke chemische structuur kan herstellen nadat het is verstoord door een externe stimulus, waardoor dit materiaal zelf meerdere keren schade kan melden en zichzelf kan genezen.

In deze studie werden een mechanochrome molecuul gesynthetiseerd, dat van kleur verandert wanneer een externe kracht wordt uitgeoefend als gevolg van een specifieke bindingssplitsing, en een thermohardend polymeer dat een molecuul bevat dat kan worden gescheiden en opnieuw gevormd door temperatuur. Wanneer er een kracht wordt uitgeoefend op een mechanochrome molecuul, wordt een bepaalde binding verbroken, waardoor deze verandert in een vorm die kleur kan vertonen. Het beschadigde deel van de gesynthetiseerde polymere coating veranderde in paars. Bij toepassing van een temperatuur van 100°C of hoger werd het materiaal verwerkbaar en fysiek genezen en kleurloos. Het onderzoeksteam gebruikte moleculaire dynamische simulaties om te voorspellen en te bevestigen dat alleen bepaalde gewenste chemische bindingen selectief worden gesplitst wanneer een mechanische kracht wordt uitgeoefend om een ​​gekleurde structuur te verkrijgen; de functionaliteit is geïmplementeerd door het eigenlijke coatingmiddel te synthetiseren.

De hierin ontwikkelde nieuwe multifunctionele polymere coating kan uitgebreid worden gebruikt in de automobiel-, scheepvaart-, defensie-, hout-, spoorweg-, snelweg- en ruimtevaartindustrie en kan aanzienlijk bijdragen aan de vermindering van industrieel afval. Bovendien kan het worden gebruikt als een kunstmatige huid voor robots, zoals mensachtigen, omdat de functionaliteit vergelijkbaar is met die van de huid en er geen externe energiebron voor nodig is.

Dr. Tae Ann Kim van KIST zei:"Deze studie rapporteert een methode voor de gelijktijdige realisatie van schadedetectie en zelfherstellende technologie zonder externe middelen zoals capsules." Hij voegde eraan toe:"Maar zelfs als herhaalde zelfgenezing mogelijk is, kan het niet permanent worden gebruikt. Daarom is er aanvullend onderzoek gaande om materialen die hun levensduur hebben bereikt om te zetten in materialen die onschadelijk zijn voor het milieu of om ze om te zetten in een re- cyclische vorm." + Verder verkennen

Beschermend coatingmateriaal geneest zichzelf in 30 minuten bij blootstelling aan zonlicht